CN101410050A - 用于相对于患者垂直定位监测换能器的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明针对一种用于相对于患者定位换能器的装置和方法。在一种实施方式中，具有流体感测换能器的换能器支架还包括连接至所述支架的照明器以生成可见辐射并且沿第一光轴指引所述可见辐射。反射表面接收沿所述第一光轴发射的可见辐射，并且沿第二光轴将所述可见辐射指引到患者身上的预定高度位置上。在另一种实施方式中，一种方法包括沿第一方向将可见辐射指引到反射表面上，所述反射表面沿第二方向将所述可见辐射反射至患者，将所述可见辐射投射到患者体表上以在患者身上形成照明区域，并且将所述换能器与患者体表上的预定高度对准。

Description

用于相对于患者垂直定位监测换能器的装置和方法

技术领域

本发明通常涉及医用患者监测设备。具体而言，本发明是一种用于相对于患者精确定位一个或多个患者监测压力换能器的装置和方法。

背景技术

血压是目前所知最常见的心血管功能指标。通常有两种方法用于测量和/或监测血压。常用的非创伤性血压测量方法用血压计压迫动脉，并且当对动脉的压迫减轻至允许血流通过动脉时，用听诊器检测与血流有关的可闻特性。与此相反，侵入性血压测量方法通常涉及到血压的直接体内测量和监测。

对于重危患者，侵入性血压测量方法由于下述几个原因而有利。首先，因为测量不依赖于血压计袖带放置或可闻特性的检测，使用侵入性方法的血压确定极大地提高了血压确定的精确性。另外，与使用非侵入法的间断性测量相反，侵入性血压确定允许连续监测患者血压。侵入性血压确定还可以快速检测患者心血管活动中的任何变化，这在急诊情况下极其重要。而且，侵入性血压测量方法还可以用于在患者体内监测所选择的内部位置处的血压。例如，其经常有利于测量及监测心腔内的血压。

侵入性血压测量与监测通常涉及将导管插入所选择的血管内。例如，需要测量及监测动脉血压时，将导管插入桡动脉内。相应地，如果需要测量及监测静脉血压，可以将导管插入肘前静脉、桡静脉、管状静脉或锁骨下静脉。在任何情况下，首先将导管充满无菌生理盐水并去除气泡。然后将一皮下注射针头插入所选择的血管内，然后将导管穿过皮下注射针头并将其沿血管导入，直到将导管头端定位于预期进行血压测量的位置。合适地定位导管后，可以去除针头，并且可以用胶带封住开口，以将导管头端固定于所选择的位置。将导管的另一端连接至类似地也充满无菌生理盐水的压力管。然后将压力管连接至能够检测从患者体内所选择的血压位置传来的压力的压力换能器。再将压力换能器连接至外部血压监测设备和/或其他设备，例如可以观察患者血压波形的视频显示器。

使用前述方法的侵入性血压确定的精确性依赖于压力换能器与在患者体内的导管头端的垂直位置的仔细垂直对准。如果，例如，压力换能器位于低于该导管头端的位置，所指示的血压将高于患者的真实血压。相应地，如果位于高于该导管头端的位置，所指示的血压将低于患者的真实血压。因此，在血压确定中，应特别注意压力换能器与该导管头端的垂直位置的仔细对准。

在一种现有技术方法中，将压力换能器可调性地定位在垂直支架上，并且将水准设备(诸如木工用的水平仪)定位于患者和压力换能器之间。然后垂直地调整压力换能器在支架上的位置，以使其与放置在患者体表上的基准标记近似水平。尽管前述方法有效，但显示出很多缺点。例如患者周围经常放置多种器材，这就排除了通常难以操作的水准设备(诸如木工用的水平仪)的使用。在另一种现有技术方法中，如在美国专利No.5,280,789中对Potts所公开的，公开了一种可移动地附到换能器安装托架上的垂直对准设备。该设备包括向外对患者投射相干光束的激光源。然后垂直地调整换能器安装托架直到激光源发出的光斑与定位在患者体表上的基准标记对准。尽管所公开的设备在技术发展水平上构成明显改进，但它公开的是，只将单个光点投射到患者身上，这在周围光亮较强和/或垂直对准设备在安装时就与患者身上的基准标记基本未对准的情况下，可能会使患者的主治人员难以定位。另外，所公开的设备不允许独立于安装托架定位光束。

在又一现有技术设备中，如在美国专利No.6,071,243中对MacEachem所公开的，公开了类似地使用激光来照明定位在患者身上的基准标记的另一种垂直对准设备。然而，所公开的设备类似地投射单个光点，因此具有前述现有技术设备中存在的很多缺点。所公开的设备类似地不允许相对于垂直对准设备独立指引光束。

需要有一种具有水准设备的患者监测系统，可以将其方便地与患者身上的预期位置对准，从而可以将压力换能器精确地垂直对准。

发明内容

本发明针对一种用于相对于患者精确地定位一个或多个患者监测压力换能器的装置和方法。一方面，该装置包括换能器支架，将其配置成支撑至少一个流体感测换能器；照明器，将其连接至该支架以生成可见辐射并且沿第一光轴指引该可见辐射。靠近该照明器定位反射表面以接收沿第一光轴发射的可见辐射，并且沿第二光轴指引该可见辐射，使其到达患者身上的预定高度位置。另一方面，该装置包括支撑至少一个换能器的换能器座架，该座架相对于患者体内所选择的高度位置可以移动；以及照明器，其生成限定出从照明源延伸至患者体表的光路的可见辐射束。在该光路中定位反射器以接收该可见辐射束并沿第二方向指引该光束。又一方面，一种方法包括沿第一方向将可见辐射指引到反射表面上，该反射表面沿第二方向将该可见辐射反射至患者，将该可见辐射投射到患者体表上以在患者身上形成照明区域，并且将换能器与患者体表上的预定高度对准。

附图说明

图1是根据本发明的实施方式的患者监测系统的等距视图；

图2是根据本发明的另一种实施方式显示了照明器的换能器支架的局部剖面图；

图3是根据本发明的又一种实施方式显示了照明器的换能器支架局部剖面图；

图4(a)至4(e)是由图3的实施方式形成的图像。

具体实施方式

本发明通常针对一种用于医用患者监测设备的装置和方法，更具体而言，本发明针对一种用于相对于患者精确定位一个或多个患者监测换能器的装置和方法。在以下的描述和图1至图4中阐述了本发明的某些实施方式的很多具体细节以提供对这些实施方式的深入了解。然而，本领域技术人员将领会到，本发明可以有另外的实施方式，或者可以在没有以下描述中所描述的若干细节的情况下实施本发明。

图1为根据本发明的实施方式的患者监测系统10的等距图。系统10包括换能器支架12，将其配置成附到诸如IV支架的垂直支架14，或其他类似的垂直支撑设备上。将换能器支架12可移动地附到垂直支架14上，以便换能器12可以在V方向上沿垂直支架14的高度平移，并且换能器支架12还包括夹紧设备16以使换能器支架12保持在垂直支架14上所选择的位置。还将换能器支架12配置成支撑能够测量和监测患者20的血压的压力换能器18。尽管换能器支架12显示了安装在其上的单个换能器18，本领域技术人员将很容易地领会到，换能器支架12可以支撑多于一个的压力换能器18，以便可以在患者20体内多于一个的位置处同时进行血压监测和测量。将换能器18连接至压力管22，其从换能器18延伸至导管24的远端。将导管24的头端(未显示)插入患者20体内并延伸至患者20体内的预期位置。导管24的头端的垂直位置由靶点26所指示，可以将靶点26放置在患者20体外。换能器18还通过生理盐水管30和流动阀32连接至生理盐水袋28，以允许用生理盐水净化压力管22和导管24。定位在生理盐水管30和压力管22上的线限流器31可以用于辅助净化过程。根据需要，将压力换能器18电连接至监测设备26，配置其以处理从压力换能器18接收的信号并生成血压水平的视频图像。

仍然参考图1，换能器支架12还包括照明器34，其能够从换能器支架12向外投射光束36到患者20身上。在一种特定实施方式中，换能器支架12包括照明器34，其向患者15投射线形光束36并且还可以围绕轴R旋转以使光束36可以扫过角度A。在另一特定实施方式中，换能器支架12包括照明器34，其可以包括聚束光学系统，以便在患者15身上可以投射出图线38或图像39。下面将更详细地描述前述实施方式。

图2是根据本发明的另一种实施方式显示了照明器40的图1的换能器支架12的局部剖面图。照明器40包括安装在换能器支架12内部的照明源42，以便指引光束36沿垂直方向V并进入以近似垂直于方向V的方向反射光束36的反射棱镜44。反射棱镜44可以包括设置在棱镜44表面上的反光材料以反射光束36。可选择地，可以如此形成棱镜44，使其包括近似等于临界角的表面，从而使得棱镜44成为内反射性的。这两种情况下，棱镜44均固定于在中央设置了孔48的座架46上，孔48与光束36基本上成一直线。座架46可旋转地连接至换能器支架12，使得棱镜44可以在方向R上旋转，从而如图1所示，光束可以扫过角度A。可以如此配置座架46，使得座架46的旋转限定于转过小于360度的角度，从而将光束36的投射约束在预定角度范围内。可选择地，可以如此配置座架46，使得光束36可以连续地转过360度的角度。尽管图2中显示了将光束36反射至患者20的棱镜44，本领域技术人员将很容易地认识到，具有反射表面的其他反射设备是公知的，且可以用来代替棱镜44。

仍然参考图2，照明源42可以包括白炽光源，但优选包括诸如能够连续波(CW)操作的半导体二极管激光的相干光源。一方面，二极管激光可以具有大约635nm的波长。尽管存在其他备选二极管激光设备，一个合适的二极管激光器为可从加拿大Pomona的Lasermate Group，Inc.得到的LD-635-51二极管激光器。照明源42还可以包括光学设备50，将其定位于照明源42和棱镜44之间以进一步调节光束36。一方面，光学设备50可以包括连接至二极管激光器的准直透镜。可以将照明源42连接至控制器52，控制器52进一步连接至电源54，电源54可以通过手动开关56连接至控制器52。还可以将手动可调电位计58连接至控制器52，当给照明源42通电时，控制器52允许对光束36的强度的控制。还可以将控制器52连接至指示灯59，当给照明源42通电时，指示灯59照亮，从而使得发光器40的操作显而易见。

前述实施方式有利地允许独立指引从照明器发出的光束，使得光束可以扫过预定的角度范围。因此，前述实施方式允许将光束更方便地指向患者，而无需移动垂直支架。

图3是根据本发明的又一种实施方式显示了照明器60的图1的换能器支架12局部剖面图。本实施方式的很多细节结合图2进行了详细讨论，为简便起见，不再进一步讨论。如在前面的实施方式中那样，照明器60包括安装在换能器支架12内部的照明源42，以便当光束36从照明源42发出时垂直地对其指引。照明器60还包括棱镜44，可以通过座架62以相对于支架12固定的关系将棱镜44固定。将照明源42连接至图像生成光学元件64，光学元件64通常衍射由照明源42生成的光束36，以便当投射到患者20体表上时产生预选择图像39(见图1)。现在参考图4，预选择图像39可以包括如图4(a)所示的线形点阵，或如图4(b)所示的预定长度的直线。可以采用其他图像生成光学元件64以产生其他图像。例如，元件64可以用于当将光束36投射到患者15体表上时产生如图4(c)到4(e)所示的交叉准线图案。参考图3，尽管存在其他合适的图像生成光学元件，适用于形成如图4(a)到4(e)所示的图像的图像生成光学元件64为可从加拿大Pomona的Lasermate Group，Inc.得到的L50系列衍射图案生成器。

前述实施方式有利地允许当对设备进行水准时，通过将图像投射到患者身上而容易地检测从照明源投射出的光。如早先所提到的，在周围光亮较强的情况下，尤其在所投射的光束与患者基本未对准的情形下，可能难以发现单个光点。

尽管前面所述已经在侵入性血压测量的特定情境内讨论了压力测量，要理解的是，前面所述也适用于身体其他部位内的压力测量。例如，本发明的各种实施方式在不进行明显改变的情况下，可以用于测量和监测患者的颅内压。另外，根据前面所述将意识到的是，尽管在这里为说明起见描述了本发明的具体实施方式，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以做出各种改变。例如，也可以将本发明的一种实施方式的情境中所显示的某些特征并入其他实施方式。因此，本发明不局限于前述实施方式的描述，而仅由权利要求书进行限定。

Claims (36)

1、一种用于在患者监测系统中定位流体感测换能器的装置，包括：

换能器支架，将其配置成支撑至少一个流体感测换能器；

照明器，其由所述支架承载以生成可见辐射并且沿第一光轴指引所述可见辐射；以及

反射表面，其由所述支架承载并且定位于靠近所述照明器，以接收沿所述第一光轴发射的可见辐射，并且沿第二光轴指引所述可见辐射，所述第二光轴与所述第一光轴不同并具有与所述换能器支架的垂直位置相对应的垂直位置。

2、如权利要求1所述的装置，其中，所述第一光轴近似垂直于所述第二光轴。

3、如权利要求2所述的装置，其中，所述换能器支架还包括夹紧设备，将其连接至沿与所述第一光轴近似平行的方向延伸的固定支架，可以沿所述固定支架调整所述夹紧设备的位置。

4、如权利要求1所述的装置，其中，所述反射表面还包括靠近所述照明器定位的反射棱镜。

5、如权利要求1所述的装置，其中，所述反射表面可以围绕与所述第二光轴近似平行的轴旋转。

6、如权利要求1所述的装置，其中，将所述反射表面相对于所述第二光轴固定。

7、如权利要求1所述的装置，还包括连接至所述照明器的控制器，将其配置成至少控制由所述照明器发出的可见辐射的强度。

8、如权利要求1所述的装置，其中，所述照明器还包括白炽光源。

9、如权利要求1所述的装置，其中，所述照明器还包括相干光源。

10、如权利要求9所述的装置，其中，所述照明器还包括半导体二极管激光光源。

11、如权利要求9所述的装置，其中，所述第一光轴限定了第一光束路径，并且所述照明器还包括定位在所述第一光束路径上的图像形成衍射光学元件。

12、如权利要求9所述的装置，其中，所述第一光轴限定了第一光束路径，并且所述照明器还包括定位在所述第一光束路径上的准直光学元件。

13、如权利要求1所述的装置，其中，所述流体感测换能器包括血压传感器。

14、一种用于相对于患者定位至少一个压力感测换能器的装置，包括：

支撑所述至少一个换能器的换能器座架，所述座架相对于所述患者体内所选择的高度位置可以移动；以及

由所述换能器座架承载的照明器，其用于生成限定出光路的可见辐射束，所述照明器具有可旋转元件，将所述可旋转元件配置成使所述光路围绕从所述换能器座架延伸的垂直轴旋转。

15、如权利要求14所述的装置，其中，所述照明器还包括反射器以将所述光路从第一方向重新指引到近似垂直于所述第一方向的第二方向。

16、如权利要求15所述的装置，其中，所述反射器还包括定位在所述光路上的反射棱镜。

17、如权利要求15所述的装置，其中，所述反射器可围绕近似平行于所述第一方向的轴旋转。

18、如权利要求15所述的装置，其中，将所述反射器相对于所述第二方向固定。

19、如权利要求14所述的装置，其中，所述换能器座架还包括可固定地连附到支架上的夹紧设备。

20、如权利要求14所述的装置，还包括连接至所述照明器的控制器，将其配置成至少控制由所述照明器发出的可见辐射的强度。

21、如权利要求14所述的装置，其中，所述照明器还包括白炽光源。

22、如权利要求14所述的装置，其中，所述照明器还包括相干光源。

23、如权利要求22所述的装置，其中，所述照明器还包括半导体二极管激光光源。

24、如权利要求23所述的装置，其中，所述照明器还包括定位在所述光路上的图像形成衍射光学元件。

25、如权利要求23所述的装置，其中，所述照明器还包括定位在所述光路上的准直光学元件。

26、如权利要求14所述的装置，其中，所述至少一个换能器包括血压传感器。

27、一种将用于测量体液压力的换能器与患者体内预定垂直高度对准的方法，包括：

沿第一方向将可见辐射指引到反射表面上且所述反射表面沿第二方向反射所述可见辐射使得所述可见光辐射向所述患者延伸，将所述第二方向定位于与所述换能器基本等高的高度处；

将所述可见辐射投射到所述患者体表上以在所述患者身上形成照明区域；并且

利用投射到所述患者的所述体表的所述光将所述换能器与所述预定高度对准。

28、如权利要求27所述的方法，其中，沿第一方向将可见辐射指引到反射表面上且所述反射表面沿第二方向反射所述可见辐射的所述步骤还包括沿所述第一方向将相干可见辐射指引到反射棱镜上，所述反射棱镜沿所述第二方向指引所述相干可见辐射。

29、如权利要求27所述的方法，其中，沿第一方向将可见辐射指引到沿第二方向反射所述可见辐射的反射表面上的所述步骤还包括沿第一方向指引所述可见辐射并沿近似垂直于所述第一方向的第二方向反射所述可见辐射。

30、如权利要求27所述的方法，其中，将所述可见辐射投射到所述患者体表上以在所述患者身上形成照明区域的所述步骤还包括将具有已定义束直径的可见辐射相干束投射到所述体表上以在所述患者身上形成直径与所述束直径近似相等的照明斑。

31、如权利要求27所述的方法，其中，沿第一方向指引可见辐射的所述步骤还包括沿所述第一方向指引可见辐射相干束并用衍射光学元件衍射所述相干束，并且其中，将所述可见辐射投射到所述患者体表上以在所述患者身上形成照明区域的所述步骤还包括将图像投射到所述患者体表上。

32、如权利要求27所述的方法，其中，将所述换能器与所述预定高度对准的所述步骤还包括将至少一个换能器可调地连接至与所述第一方向近似平行的支架，并且沿所述支架平移所述至少一个换能器，直到所述照明区域与所述预定高度近似重合。

33、一种将用于测量体液压力的换能器与患者体内预定垂直高度对准的方法，包括：

沿光路指引可见辐射束，所述光路从与所述换能器的所述垂直位置相对应的位置基本水平地延伸；

围绕基本垂直的轴旋转所述光路，直到所述可见辐射束与所述患者相交；并且

调整所述换能器的所述垂直位置，直到所述可见辐射束基本上在所述预定高度的垂直位置处与所述患者相交。

34、如权利要求33所述的方法，其中，沿光路指引所述可见辐射束的所述步骤包括沿第一方向将所述可见辐射束指引到反射表面上且所述反射表面沿第二方向反射所述可见辐射。

35、如权利要求33所述的方法，其中，所述可见辐射包括相干可见辐射。

36、如权利要求33所述的方法，还包括基本上在所述预定高度的垂直位置处将可见标记放置在患者身上，并且其中，所述可见辐射束在束直径与所述可见标记的直径近似相等的情况下与所述患者相交。

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